一种新能源车热管理控制装置试验方法

【摘 要】文章设计的热管理控制装置试验方法是一种综合验证方法。其根据整车实际工况，设计模拟热管理系统中空调系统、电池、电机等热管理内循环工况；同时考虑热管理控制装置的外部温度、湿度、振动等环境条件。系统主要包括：热管理控制装置控制系统、热管理控制装置内循环工况模拟系统、外部环境条件加载系统和热管理控制装置性能测试系统。

【关键词】热管理控制装置；外部环境；新能源车

中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1003-8639（ 2024 ）10-0022-02

Test Method for Thermal Management Control Device of a New Energy Vehicle

ZHONG Zhaopei WANG Cong

（1. Anhui Jianghuai Automobile Group Co.，Ltd.，Hefei 230601；

2. China National Accreditation Center for Conformity Assessment，Beijing 100062，China）

【Abstract】The test method for the thermal management control device designed in the article is mainly based on the actual working conditions of the vehicle，and simulates the internal cycle working conditions of the thermal management system，such as the air conditioning system，battery and motor；A comprehensive verification method that simultaneously considers the external temperature，humidity，vibration and other environmental conditions of thermal management control devices. The system mainly includes： thermal management control device control system，thermal management control device internal cycle working condition simulation system，external environmental condition loading system，and thermal management control device performance testing system.

【Key words】thermal management control decorationb3fZRKvIWG8acasnkR9KSw==；external temperature；new energy vehicle

随着新能源汽车的发展，汽车热管理系统越来越重要，高度集成的热管理系统是未来发展的趋势。但汽车热管理系统存在的问题不容小觑，小则影响车辆功能、性能，大则影响安全。目前可能存在的问题有：复杂工况的适应性不足，关键零部件的可靠性不足，智能化控制水平有待提高等。要解决这些问题，除提高设计水平外，还要设计一套合理的验证方法，通过测试，早期发现问题加以整改优化，保证产品品质。

1 热管理控制装置控制系统设计

该整车热管理系统的工作是由整车VCU进行控制，根据车辆工况，整车VCU发送不同信号至热管理控制装置控制阀，使其转动不同角度，实现不同工作模式之间切换。全高温模式，电池、电机、电控、乘客舱均需冷却；PTC加热模式，发动机不工作或水温低，通过水PTC给乘员舱和电池提供热量；发动机余热加热模式，发动机水温较高，通过发动机余热给乘员舱和电池提供热量。热管理控制装置系统工作原理示意如图1所示。

热管理控制装置的控制是通过上位机模拟整车VCU发送控制信号实现。热管理控制装置内部的工作是通过电机转动带动控制阀转动相应角度实现对冷却系统控制。控制阀模式和角度定义见表1。

控制阀体有4个通道，通过通道的转换和角度的变化可以控制冷却介质流向和流量，从而实现整车不同驾驶模式意图。控制阀体结构和模式状态如图2所示。

2 热管理控制装置内循环工况模拟系统

热管理控制装置内循环工况模拟系统由水冷机组、水冷机组控制模块、控制管路和数据信号采集模块组成。冷水机组的出液温度和流量通过上位机发送指令实现。介质温度、流量数据和压力传感器数据通过数据采集仪读取后上传至上位机。上位机通过发送通断指令控制目标回路的电磁阀开闭。内循环工况模拟系统工作运行原理如图3所示。

某实车功能模式1试验示例——C进B出。

1）上位机向冷水机发送指令使冷水机介质温度升高到100℃（根据实际情况调整），读取冷水机介质温度。

2）上位机向环境箱发指令使环境箱温度调整到-40℃（根据实际情况调整），读取环境箱温度值。

3）上位机向待测产品发送开启C→B通路的报文，读取产品阀门开启位置。

4）上位机向电磁阀C1、B1、D2、A2发送开启指令；上位机向电磁阀A1、A3、B2、C2、C3、D1发送关闭指令。

5）上位机向冷水机发送输出流量20L/min（根据实际情况调整）的请求指令。

6）上位机通过无纸记录仪读取压力传感器和流量计数据，待示值稳定后比较入口流量计读数和请求值20L/min（根据实际情况调整）的差异并对冷水机流量的请求值进行调整使入口流量计读数稳定在20L/min。进水压力按照此方法通过调节电磁阀的开度进行调节。功能模式1工况（C进B出）运行如图4所示。

3 外部环境条件加载系统

热管理控制装置的外部环境条件主要有温度、湿度、振动以及相应组合变化。在有效模拟系统内循环工况的同时，将热管理控制装置放置于相应的外部环境条件下进行综合模拟考核。上述外部环境条件是由高低温试验箱、湿热循环试验箱、振动试验台和其组合变化实现的。

4 热管理控制装置性能测试系统

测试系统主要有上位机、Lin控制系统和数据监控与采集系统组成。可以模拟整车工况，测量系统水流流量、水流温度、水流压力、控制阀工作次数和系统各功能模式泄漏量及变化等性能参数。图5为功能模式3工况系统综合可靠性循环与系统泄漏量关系，能够很明显看出热管理控制装置性能和可靠性变化趋势。

5 结论

本文介绍了一种新能源车热管理控制装置试验方法。该方法可以有效模拟整车热管理系统实车工况，同时可以验证热管理控制装置在复杂工况的适应性问题。通过该方案解决了热管理系统关键零部件可靠性和耐久性验证问题。另外通过对热管理系统关键性能指标的测试，为系统性能优化提供了数据支撑，对汽车的燃油经济性或电动车辆的续航里程产生积极影响。

（编辑 杨凯麟）